Поиск места повреждения кабеля: методы, видео, приборы

Повреждения в электрическом кабеле, независимо от того находится он под землей и питает, скажем, трансформаторную подстанцию нескольких жилых домов, или в проводе, проложенном скрытой проводкой в квартире, требуют отыскания и оперативного устранения. В процессе эксплуатации и на этапе монтажа кабельных линий, проложенных под землей, возникают непредвиденные механические повреждения изоляции и токоведущих жил. Это может быть связано с нарушением нормальных режимов работы, неаккуратным ведением монтажных работ на других коммуникациях, расположенных в нескольких метрах от места прокладки и не относящихся к линии электроснабжения. В квартире же скрытая проводка зачастую повреждаются при проведении ремонта. Одной из причин, которая объединяет обе ситуации, является дефект кабельно-проводниковой продукции, допущенный на этапе изготовления. Но как бы то ни было, необходимо найти неисправность в линии. Как выполнить поиск места повреждения кабеля под землей и в стене, мы расскажем далее, предоставив существующие методики и приборы для обнаружения аварийного участка.

Методики определения повреждения кабеля в земле

Чтобы найти место повреждения кабельной линии, необходимо понимать специфику и методику ведения поиска. Процесс необходимо разделить на два этапа:

1. Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
2. Поиск места аварии на установленном участке трассы.

В виду отличий этих двух этапов, сами методы отыскания различаются и бывают:

• относительными (дистанционными) – к ним относятся импульсный и петлевой метод;
• абсолютными (топографическими) – акустический, индукционный и метод шагового напряжения.

Что же, рассмотрим все методы по порядку.

Импульсный метод

Данный способ подразумевает поиск повреждения с помощью рефлектометра. Работы могут проводиться, например, прибором РЕЙС-305, который показан на фото ниже.

Работа прибора основывается на посылании зондирующих импульсов определенной частоты, которые встречая на своем пути препятствие, отражаются и возвращаются обратно к прибору. То есть, прибор располагается с одного конца силового кабеля, что очень удобно и практично. Чтобы вычислить точное расстояние до места повреждения, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Где, по формуле, L – длина кабеля от точки присоединения прибора до повреждения, tx – переменная величина количества времени затраченного, чтобы импульс, дошел до места обрыва и обратно. υ – скорость, с которой импульс следует по кабелю (для кабельных линий от 0,4 кВ до 10 кВ равен 160 м/мкс).

Данным способом можно выявить не только обрыв в силовом кабеле, но и короткое замыкание между жилами. Чтобы понять что произошло, обратимся к изображению на экране во время испытаний. Картинки будут такими (слева замыкание, справа обрыв):

Испытания следует проводить на полностью отключенной линии. На видео примере наглядно демонстрируется, как пользоваться искателем места короткого замыкания:

Инструкция по использованию рефлектометра ИСКРА-3М

Метод петли

Данный способ применим при условии, что хотя бы один провод в кабеле остался цел, или рядом пролегает еще один проводник с целыми жилами. Чтобы узнать расстояние до места повреждения петлевым методом, нужно измерить сопротивление жил постоянному току прибором Р333. Это измерительный мост постоянного тока, который выглядит вот так:

Перед началом измерений соединяем конец целой и поврежденной жилы закороткой, другие два конца подключаем по схеме:

Вычислить расстояние до точки, в которой возник обрыв, можно по следующей формуле:

• R₁ — сопротивление, которое подключается к целой жиле;
• R₂ – сопротивление, которое подключается к жиле с обрывом;
• L – длина кабеля до места повреждения;
• L_к – длина всего проводника.

Это, пожалуй, один из первых придуманных методов, применяемых для отыскания места повреждения, и используется он исключительно при однофазном и двухфазном замыкании. Постепенно им перестают пользоваться, ввиду его трудоемкости и большой погрешности в измерениях.

Акустический метод

Найти обрыв в кабеле акустическим методом можно, создав в месте повреждения разряд с помощью генератора высоковольтных импульсов (на картинке внизу). В месте обрыва или замыкания появятся колебания звука определенной частоты. Качество прослушивания зависит от вида грунта, расстояния от поверхности до кабельной линии и типа повреждения. Обязательным условием для работы способа является превышение значения переходного сопротивления в 40 Ом.

Пример поиска поврежденной линии акустическим способом предоставлен на видео:

Применение акустического прибора

Метод шагового напряжения

Метод основан на пропускании по кабелю тока, вырабатываемого генератором. Он создает между двумя расположенными в земле точками разность потенциалов, о которой можно судить по утечке тока в месте аварии. Чтобы найти точку с пониженным сопротивлением изоляции, контактные штыри-зонды устанавливаются так – первый ровно над пролегающим проводником, второй под углом 90⁰ в метре от первого.

Точка, в которой кабель поврежден, находится под первым штырем, при условии, что сигнал будет максимальным. Более подробно о шаговом напряжении вы можете узнать из нашей статьи!

Индукционный метод

Способ очень точно определяет места обрыва, однако его применение связано с прожигом кабеля. При большом переходном сопротивлении необходимо уменьшить его величину путем прожига, используя специальные устройства, например, установку прожигающую кабель ВУПК-03-25:

Метод основан на пропускании по жиле тока с высокой частотой, который образует электромагнитное поле над кабельной линии. В местах механических повреждений трассы, проводя приемной рамкой, звук будет изменяться. Таким образом, отсутствие звука говорит об обрыве жилы.

На видео ниже наглядно демонстрируется нахождение аварийного участка прожигом:

Прожиг кабельной линии

Поиск обрыва скрытой проводки в бетонной стене

Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.

Итак, определить место обрыва трассоискателем не сложно. Конец провода, в котором есть обрыв, подключают к генератору, который посылает в него импульсы определенной частоты. Проводя рамкой по месту прокладки проводки, в наушниках будет отчетливо слышен звук, который образуется в результате воздействия импульсов. Как только звук пропадет, отметьте это место на стене – это и будет точка повреждения провода.

Отыскать обрыв в фазном проводе также поможет бесконтактный указатель напряжения. Здесь все просто. Ведем прибор по стене до тех пор, пока индикатор наличия напряжения перестанет гореть. Проводим прибором несколько раз по кругу в данной области стены, чтобы убедиться, что мы не ушли с маршрута прохождения проводов. Отсутствие свечения индикации укажет на ориентировочное место обрыва.

В завершение хотелось бы отметить, что трассоискателем и бесконтактным указателем напряжения можно пользоваться для поиска повреждений проводки под штукатуркой или же под гипсокартоном.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по поиску КЗ в проводке:

Определение места короткого замыкания в стене

Вот мы и рассмотрели самые известные методики поиска места повреждения кабеля. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Также рекомендуем прочитать:

Как найти обрыв провода в кабеле

Как найти и устранить обрыв провода в стене: обзор способов

Из-за нарушения целостности проводки, замурованной под слоем отделочных материалов, жильцы квартиры могут остаться без привычных удобств.

Чтобы восстановить подачу тока, надо знать, как найти обрыв в стене и исправить обнаруженное повреждение.

Признаки обрыва кабеля

Заподозрить повреждение электросетей можно в случае частичного исчезновения подачи электрического тока. На обрыв провода может указывать отсутствие напряжения в розетках, расположенных в определенной зоне, или не работающее в отдельной комнате освещение.

Иногда неполадки в проводке могут также сопровождаться задымлением или искрением кабеля.

К дефектам проводов относятся обрывы и изломы жил в шнуре, а также нарушения в изоляционной оболочке кабеля

Повреждения случаются на различных отрезках сети: электроподача может быть нарушена в месте соединения кабеля с розеткой или с выключателем; на участке между этими устройствами и коробкой либо осветительным прибором.

Причины возникновения неисправностей

При соблюдении правил эксплуатации электрокоммуникаций, они могут исправно служить в течение десятков лет. Но на практике довольно часто встречаются повреждения электросетей, которые могут быть вызваны разными причинами. К таким факторам относятся:

• Долговременная эксплуатация кабеля. Проводка может безукоризненно функционировать в течение многих лет, однако после определенного временного лимита она начинает разрушаться. В этом случае в сети рассыпаются скрутки и проявляются утечки, которые регулярно выбивают УЗО (его отсутствие сказывается на усилении утечек). Рано или поздно такие нарушения приводят к перебоям, а затем и к полному прекращению подачи электротока.
• Механическое повреждение. Не зная схемы прокладки электросетей, при высверливании отверстий и забивании гвоздей в стене легко можно задеть провод, вызвав его обрыв, а иногда и короткое замыкание. Порой незначительное механическое повреждение дает отложенный эффект: в этом случае целостность жилы может нарушиться не мгновенно, а спустя несколько месяцев или даже год.
• Бракованный провод или некачественно выполненный электромонтаж. Поврежденные кабели имеют тенденцию к постоянному нагреву, что может привести к фатальным последствиям. После внезапного скачка напряжения такие жилы могут оборваться.
• Некорректное использование переходников. Сбои в работе электропроводки могут быть вызваны неправильной эксплуатацией удлинителей или тройников. Это может случиться, если к устройству подключается несколько высокомощных бытовых агрегатов, например, стиральная и посудомоечная машины. В такой ситуации кабели, которые идут от переходника, подвергаются перегреванию и повышенной нагрузке, что может привести к расплавлению изоляции.

Во всех случаях необходимо выявить место повреждения кабеля, чтобы незамедлительно устранить повреждения.

Общая инструкция по поиску места обрыва

При выявлении неисправности необходимо сразу же принять меры по выяснению причины повреждения и поиску примерного места дефекта электросетей.

Прежде всего, нужно проверить, в каких комнатах имеются проблемы с подачей электрического тока.

Расплавленные выключатели или розетки говорят о том, что повреждение проводки случилось на примыкающих к ним участках электросети

Затем следует выяснить, затронул ли обрыв кабеля осветительные приборы или розетки, проверив их тестером. В зависимости от ответов на последний вопрос, следует действовать по инструкциям, которые приводятся ниже.

Выявление места поломки при проблемах с розетками

В этом случае неисправность может быть вызвана неисправностью фазового или нулевого кабеля.

Обрыв фазового провода

Прежде всего, необходимо определить, к какому автомату подключена поврежденная розетка. Выяснив источник питания, к которому подключен неисправный кабель, необходимо отключить электричество и отсоединить от щита все жилы: «ноль», «фазу», «землю» (если имеется).

Для того чтобы найти источник питания розетки, необходимо переключать автомат, одновременно проверяя индикатором наличие либо отсутствие фазы

Затем необходимо вооружиться мультиметром, с помощью которого следует последовательно проверить все соединения, прилегающие к поврежденному объекту, начиная от кабеля в щите. Таким способом можно выявить зону поражения: обычно между двумя розетками присутствует два, а при наличии «земли» и три провода. Если на этом участке удается выявить лишь одну жилу (например, нулевую), можно смело предположить, что обрыв находится именно здесь.

Клеммные коробки часто бывают недоступны, поскольку скрываются под слоем отделочных материалов. При наличии доступа к подобным устройствам желательно вскрыть их, поскольку часто в них происходит повреждение жил. Если при этом не будет обнаружено неисправностей, следует проверить индикатором неработающие провода, начиная со скруток, а также обследовать клеммник и разобранные скрутки.

Возможен вариант разводки, не предусматривающий установки коробки. В этом случае кабели беспрепятственно идут от одной розетки к другой, при этом в каждый подрозетник заходит два провода, составляющих 4 жилы. В этом случае для выявления дефекта требуется снять устройства, размещенные в начале и конце неисправного участка, после чего исследовать все провода мультиметром.

Обрыв нулевого провода

Поиск обрыва нулевого провода практически не отличается от работ по обнаружению обрыва «фазы», однако имеет определенные особенности.

О разрыве нулевой жилы на контактах розетки можно узнать, поднеся к этому месту индикаторную отвертку: она будет светиться на «фазе», однако покажет отсутствие «нуля». В данном случае бесполезно использовать для проверки напряжения мультиметр, поскольку этот прибор будет показывать произвольное значение от 0 до 220 В.

Важно соблюдать строгие меры предосторожности: из-за имеющейся фазы сохраняется опасность удара током даже при нерабочей розетке.

В хитросплетении проводов, помещенных внутри стены, достаточно сложно разобраться. Чтобы выявить неисправный кабель, часто необходимо проверить целостность каждого элемента сети

Если для разводки электричества использован трехжильный кабель, в качестве крайней меры для передачи «ноля» можно применить жилу «заземления». Однако в этом случае функция «земля» будет отсутствовать в розетке: это нежелательно вообще и недопустимо, если речь идет о высокомощной бытовой технике, например, стиральной машине.

Поиск неисправностей в проводке освещения

Если повреждение произошло между коробкой и выключателем либо источником искусственного света следует воспользоваться индикатором (однополюсным указателем напряжения), чтобы с его помощью выявить присутствие или отсутствие «фазы».

При отсутствии света в одном из помещений необходимо первоначально проверить состояние ламп и патронов. Если их состояние не вызывает опасений, скорее всего, речь идет об обрыве кабеля

Для этого вскрывается выключатель от осветительного прибора; в выключенном положении проверяется наличие «фазы» на контактах. При ее отсутствии место обрыва находится между коробкой и выключателем. Если имеется «фаза», ее наличие проверяется также на светильнике (в этом случае включается выключатель). При отсутствии «фазы» на всех жилах место повреждения следует искать между светильником и коробкой.

Встречается вариант, когда при неработающем освещении и отсутствии «фазы» на выключателе индикатор показывает ее наличие на светильнике. Такой расклад означает, что нулевой и фазовый провода поменялись местами.

Для решения проблемы требуется проследить прохождение провода «фазы» по всему расстоянию проложенного кабеля, начиная от коробки до светильника и далее до выключателя. Необходимо отыскать пункт, где произошла смена проводов, отсоединить их и выполнить новый крепеж, правильно расположив проводку.

При выполнении поиска повреждений следует отключить электропитание кабеля, которое может осуществляться с любых источников. В отдельных случаях может понадобиться прожиг изоляции проводки, позволяющий снизить уровень сопротивления.

Установив приблизительную зону поражения, следует приступить к углубленному по

Как найти место повреждения кабеля под землей?

Эксплуатация подземных силовых и телекоммуникационных кабелей связана с проведением плановых и ремонтно-восстановительных измерений, а также локализации повреждений в кабельных линиях.

В ходе плановых измерений зачастую проверяют первичные параметры: сопротивление изоляции, шлейфа, асимметрию. Зачастую для этих работ достаточно мостового измерителя.

Ремонтно-восстановительные работы – это более трудоемкий процесс, требующий хорошей подготовки специалистов и широкого спектра оборудования. Локализация дефекта требует выполнения следующих действий:

• Определение наличия дефекта и его идентификация (вода в кабеле, обрыв пары или жилы, повреждение изоляции, короткое замыкание, переходные наводки, шумы, перепутанные пары, параллельные отводы и др.)

• Определение расстояния до дефекта (при помощи мостового или рефлектометрического метода).

• Локализация повреждения на местности при помощи трассодефектоискателей или кабельных локаторов.

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Определение расстояния до места повреждения кабеля под землей

Определение расстояния до дефекта производится одним из двух методов – рефлектометрическим (при помощи рефлектометров) и мостовым (при помощи кабельных мостов). Эти методы имеют существенные различия.

Кабельные мосты выполняют локализацию повреждения по сопротивлению и емкости кабеля. В ходе измерения они используют вспомогательные (заведомо исправные) жилы или пары кабеля, что позволяет измерить сопротивление (емкость) исправной пары, сравнить эти показания с аналогичными значениями на поврежденной паре и определить расстояние до дефекта. В ходе измерений они чаще всего используют напряжение 180В — 500В, что позволяет определить даже незначительные повреждения изоляции кабеля.

Кабельные рефлектометры посылают в пару импульс амплитудой примерно 20В (ширина импульса регулируется в зависимости от длины линии) и по форме и задержке отраженных от неоднородностей (дефектов) импульсов определяется тип повреждения и расстояние до него. Этот метод не позволит определить незначительные повреждения изоляции, зато с легкостью обнаружит перепутанные пары, параллельные отводы, пупиновские катушки и др.

Для повышения эффективности эти методы все чаще совмещают в одном корпусе прибора. В таком исполнении, например, представлены приборы ИРК-ПРО Альфа и КБ Связь Сова. Такие функции имеют и описанные выше анализаторы SideKick Plus и Riser Bond 6000DSL.

Следует заметить, что точность определения расстояния до дефекта прибором и точность локализации повреждения в кабеле – это разные вещи. Ведь измеренное расстояние еще нужно точно отмерять, а это весьма непростая задача, учитывая запасы кабеля на муфтах, неравномерность глубины залегания кабеля и др. Кроме того, большую погрешность вносят неточно введенные погонные значения сопротивления и емкости или коэффициент распространения (а они постоянно изменяются в ходе эксплуатации).

Локализация повреждения на местности

После того, как приблизительное расстояние до повреждения известно, к поврежденной паре подключается генератор трассоискателя или кабельного локатора и начинается трассировка кабеля. Трассировать и искать дефект поврежденного кабеля лучше начинать на расстоянии 200-300 метров от определенного кабельным мостом или рефлектометром места дефекта, от ближайшей муфты, кабельного ящика или другого места, расположение которого точно известно. Причем если трассировка начинается от кабельного шкафа или ящика, генератор нужно установить в этом месте.

Трассировку и локализацию дефектов можно производить параллельно или последовательно. В первом случае сначала «отбивается» трасса при помощи трассоискателя, после этого производится локация повреждения при помощи кабельного локатора. Во втором случае трассировка и локализация повреждений ведется одновременно: один специалист производит трассировку линии, другой – локализацию повреждений. Для таких случаев существуют приборы с одним генератором, но двумя приемниками, например Поиск-310Д-2М (2). Существуют также приборы, совмещающие не только средства поиска и локализации повреждений, но и средства предварительной диагностики и определение расстояния до повреждения. Среди них можно выделить прибор ToneRanger от компании Greenlee. К его преимуществам можно отнести:

• Высокая точность локализации повреждения

• Отсутствие зависимости результатов диагностики от длины и температуры кабеля, разности сечения жил различных участков, количества участков, наличие воды в кабеле и муфтах

• Измерение таких параметров как:

• Сопротивление изоляции

• Сопротивление шлейфа

• Емкость

• Определение расстояния до повреждения

• Локализация повреждений:

• Пониженное сопротивление изоляции

• Короткое замыкание

• Обрыв

• Перепутанные пары

• Идентификация пар кабеля

• В ходе измерений не осуществляет влияния на передачу информации в соседних DSL линиях

• Всепогодное вибро- и ударопрочное исполнение

Трассировка кабеля подробно описана в разделе «Трассировка и идентификация инженерных коммуникаций (кабели, трубопроводы и т.д.)», поэтому не будем на ней останавливаться тут. Уже в ходе трассировки можно локализовать некоторые повреждения кабеля, такие как обрыв или короткое замыкание пары.

Локализация повреждений изоляции кабеля, как говорилось выше, производится при помощи кабельного локатора. Составными его частями являются контактные штыри (или, как изображено на рисунке — А-образная рама) и генератор сигнала. 

Генератор подключается к линии и подает в нее импульсы высокого напряжения. Локализация выполняется с помощью контактных штырей или А-образной рамы с индикаторами. А-рама состоит из двух соединённых между собой контактных штырей, измеряющих разность потенциалов в точке, находя место утечки тока в землю. Определение точки утечки выполняется после отсоединения кабеля от штатного заземления. Заземлённый генератор подсоединяют к экрану или жиле кабеля, создавая условия для возвращения «стёкшего» тока путём наименьшего сопротивления. Контактные штыри или А-раму передвигают параллельно кабельной линии (над ней), в сторону предполагаемого повреждения, периодически втыкая в землю, сверяя показания индикаторов.

В зависимости от места нахождения дефекта по отношению к А-раме (контактным штырям) и генератору, показания вольтметра колеблются вправо или влево от нуля (плюс и минус соответственно). Смещение индикатора на шкалу плюс указывает, что повреждение кабеля находится между А-рамой и концом кабеля, а смещение на минус, что прибор находится между генератором и А-рамой. Перемещением А-рамы по направлению к повреждению определяется место, в котором индикатор покажет обратное направление. Повернув раму на 90 градусов, двигаясь в сторону дефекта необходимо найти следующую точку, в которой индикатор покажет обратное направление. Если стрелка находится посредине «0» – это значит, что повреждение изоляции находится непосредственно между точками соприкосновения с землей (А-рамы). Эта точка – цель поиска.

При локализации повреждений показания приёмника могут изменяться в зависимости от глубины залегания кабеля, неоднородности почвы (сухая или влажная, песок или глина) и присутствия металлических предметов непосредственно возле линии. Чтобы не отвлекаться на поиск подобных «неполадок», необходимо учесть следующее:

• возле повреждения показания индикатора меняются резко в одной точке;

• величина максимальных показаний индикатора должна соотноситься с величиной сопротивления повреждения;

• утечку можно проверить «на минимум», воткнув штыри на большей удалённости друг от друга (если рядом несколько повреждений, этот способ не подходит).

Выводы

Станет ли процесс локализации повреждений кабелей под землей чрезмерно затратным или нет, в равной степени зависит от профессионализма ремонтной бригады, и возможностей импульсного локатора и качества его исполнения. В этом случае пословица: «Скупой платит дважды», приобретает особую актуальность.

 

См. также:

Индукционный метод поиска повреждений кабеля :: Ангстрем

С помощью индукционного метода поиска локализуются обрывы жил, замыкания жила-жила, жила-оболочка, двух- и трехфазные замыкания устойчивого характера при различных значениях переходного сопротивления в месте дефекта. Основные принципы поиска индукционным методом, изложенные в статье реализуются с применением специализированного оборудования. Указанные в статье конкретные величины параметров получены при использовании поискового оборудования семейства КП-100К, КП-250К и КП-500К производства компании «АНГСТРЕМ» (применение иного оборудования с использованием указанных в статье величин параметров может оказаться безуспешным).

Для всех видов повреждений перед началом ОМП* определяют и размечают трассу кабеля.
* ОМП — определение места повреждения

---

Поиск обрыва жилы

Генератор поисковый подключается к кабельной линии по схеме «оборванная жила-броня» — Рис. 1 (а)

Рис.1. Непосредственное подключение генератора по схеме «оборванная жила — броня»

Этот вариант поиска использует наличие распределенной емкости кабельной линии. Сигнальный ток генератора протекает через подключенную к нему поврежденную жилу, распределенную емкость кабеля и броню кабельной линии. При удалении от начала кабеля ток в подключенной жиле постепенно убывает из-за ответвления на распределенную по длине емкость. Соответственно интенсивность поля, вокруг кабеля, при удалении от точки подключения к генератору также убывает. Напряженность магнитного поля над кабелем в месте обрыва становится нулевой. Характер изменения магнитного поля вдоль кабельной линии показано на Рис. 1 (б). 

Как видно из графика точность определения места обрыва невысока. Чтобы уменьшить погрешность определения места обрыва целесообразно подключать генератор поочередно к разным концам поврежденной жилы, проводя поиск на участке, к которому подключен генератор. 

Для увеличения напряженности магнитного поля над кабельной линией, необходимо увеличить ток, протекающий по кабелю. Это позволит более четко отслеживать сигнал. Увеличения тока можно добиться уменьшением емкостного сопротивления, либо увеличением частоты генератора. Уменьшить емкостное сопротивление можно увеличив погонную емкость кабеля параллельным соединением нескольких жил кабеля. 

Для повышения точности определения места повреждения можно рекомендовать следующую последовательность действий. Генератор подключают к одному концу кабеля. Следуют вдоль трассы, контролируя уровень сигнала на приемнике. При уменьшении сигнала до определенного уровня, например, до 5 ед. отмечают на трассе эту точку. Затем генератор подключают к другому концу кабеля и повторяют процедуру. Расстояние между двумя отмеченными точками с одинаковым уровнем сигнала делят пополам. Это и будет наиболее вероятная точка обрыва.

---

Поиск междуфазного повреждения

При стандартной по глубине прокладке кабеля этот вид повреждения как правило не вызывает затруднений в его локализации. Генератор для поиска повреждений кабеля подключаются к двум замкнутым в месте повреждения жилам кабельной линии по схеме, показанной на Рис. 2.

Рис.2. Схема подключения генератора к двум поврежденным жилам кабельной линии в случае их короткого замыкания.

Сигнальный ток генератора протекает непосредственно по поврежденным жилам кабельной линии во встречных направлениях. Как известно в этом случае магнитное поле, создаваемое током обратно пропорционально квадрату расстояния от кабеля. Генератор при поиске включен в режиме непрерывной генерации. Поиск производится на минимальной частоте — 480 Гц. Эта частота оптимальна с точки зрения минимизации потерь и наводок на соседние коммуникации и позволяет локализовать междуфазные повреждения на расстояниях в несколько километров.

Перед началом поиска повреждения необходимо выбрать и задать минимальный ток генератора, при котором приемник уверенно принимает сигнал генератора на максимальной чувствительности. Реализация этого правила требует наличия двух операторов. Один из операторов регулирует уровень сигнального тока, пошагово повышая его и одновременно фиксируя его стабильность. Второй оператор, находящийся над трассой кабеля в зоне повреждения с приемником ПП-500А или ПП-500К, фиксирует момент появления сигнала достаточного для уверенного поиска. На практике достаточно сигнального тока, обеспечивающего при максимальной чувствительности приемника уровень сигнала в 25…50% полной шкалы его индикатора. Хотя решающим в выборе может быть личный опыт оператора. Например, для кабеля ААБ сечением 50 кв.см, проложенного на глубине 70 см при частоте генератора 480 Гц и небольшом расстоянии от места подключения генератора до повреждения достаточно тока 100…200 мА. Работа на частоте 9796 Гц требует существенно большего тока. 

Если выбранный сигнальный ток остается стабильным, значит, сопротивление в точке повреждения кабеля не изменяется под воздействием протекающего тока. Это гарантирует успех поиска не зависимо от величины переходного сопротивления в точке повреждения — стабильность сопротивления дефекта здесь ключевой фактор. В случаях, когда замыкание произошло в результате аварии его сопротивление, как правило, близко к нулю и достаточно стабильно. Повреждения обнаруженные в процессе испытания могут иметь очень большие сопротивления. Если это сопротивление не меняет свою величину при протекании тока от поискового генератора и приемник обладает достаточной чувствительностью, то для локализации места повреждения можно применять индукционный метод поиска (без прожига). Однако элементарный расчет показывает, что такая ситуация возможна только для достаточно низких переходных сопротивлений. 

Кроме того, минимальный сигнальный ток позволяет минимизировать сигнал, наведенный на близко расположенные коммуникации и помехи на приемник от этих коммуникаций.

Если в месте повреждения есть электрический контакт поврежденной жилы с оболочкой желательно устранить его, например, воздействуя на ненужный контакт высоковольтным импульсом. 

При движении оператора с приемником вдоль трассы кабельной линии уровень принимаемого сигнала будет периодически уменьшаться и увеличиваться. Это объясняется наличием повива (скрутки) жил кабельной линии. Из-за повива жил и взаимовлияния магнитных полей от двух противоположно направленных токов в жилах вокруг кабеля возникает результирующее спиральное поле («твист-эффект»). На индикаторе приемника это и будет проявляться периодическим изменением сигнала с шагом повива. На Рис. 3 (а) показаны повив двух короткозамкнутых жил кабельной линии и токи в них. На Рис.3 (б) приведен график уровня сигнала при движении с горизонтально расположенной катушкой приемника вдоль трассы кабельной линии. На Рис.3 (в) показано распределение магнитных полей от двух свитых жил в разрезе А–А и В–В кабельной линии. При вертикальном расположении поисковой катушки слышимость также периодически изменяется из-за скрутки, рис. 3 (г). В точке повреждения может быть, как увеличение, так и уменьшение уровня сигнала. Это зависит от ориентации жил в месте повреждения. После прохождения места повреждения уровень сигнала снижается до нуля, периодически меняющийся сигнал обусловленный шагом скрутки отсутствует. Наличие сигнала скрутки до места повреждения и отсутствие после — главный признак, позволяющий точно локализовать место междуфазного повреждения. Следует помнить, что сигнал с шагом повива будет наблюдаться при глубине прокладки кабеля не превышающей шаг повива более чем на 20…50%.

Рис.3. Изменение сигнала кабельной линии из-за повива

На рис. 4 показана кабельная линия с муфтой и участком, имеющим увеличение глубины залегания. Вверху приведена зависимость интенсивности магнитного поля кабельной линии от длины. Над муфтами и другими неоднородностями кабельной линии интенсивность магнитного поля изменяется. Непосредственно над муфтой уровень сигнала увеличивается за счёт большего расстояния между жилами в муфте. Длина интервала с максимальным уровнем сигнала увеличивается относительно шага скрутки кабеля (c>d, рис. 4). За муфтой сигнал опять меняется по уровню с шагом скрутки. По этим признакам определяется место расположения муфты на кабеле. В местах, где кабельная линия плавно уходит на большую глубину наблюдается плавное уменьшение интенсивности магнитного поля. В местах, требующих особой защиты кабельной линии от механических повреждений, кабель прокладывают в металлических трубах. В этих случаях из-за экранирования наблюдается значительное ослабление интенсивности магнитного поля. В месте короткого замыкания между жилами кабельной линии ток от индукционного генератора меняет свое направление, структура магнитного поля вокруг кабеля изменяется, и компенсация от жил проявляется более слабо. Поэтому над местом повреждения интенсивность магнитного поля увеличивается (Рис. 4), а после прохождения места повреждения плавно уменьшается, при этом сигнал от шага скрутки практически не наблюдается.

Рис.4. Кабельная линия с неоднородностями и распределение магнитного поля по длине

Трудности при локализации междуфазного повреждения возникают, когда кроме основного полезного сигнального тока протекающего по жилам кабеля присутствуют, так называемые, токи растекания. Эти токи возникают, если кроме основного пути для тока (генератор — жила 1 — повреждение — жила 2 — генератор) существуют пути утечки тока на «землю». Например, в месте повреждения есть утечка или замыкание на оболочку и броню. Ток растекания в отличие от сигнального является током одиночного проводника. Поле, создаваемое таким током, убывает обратно пропорционально расстоянию от кабеля в то время как поле сигнального (ток пары проводников) обратно пропорционально квадрату расстояния. Понятно, что в таком случае токи растекания даже значительно меньшие сигнального могут создать поле «забивающее» полезное поле сигнального тока. Радикально решить эту проблему можно ликвидировав замыкание или утечку в месте повреждения и разорвав все связи кабеля с землей. Однако если кабель имеет не одно повреждение и заземленные муфты такое решение проблематично.

Статья подготовлена специалистами отдела инноваций © ООО «АНГСТРЕМ»